净水厂沉井触变泥浆辅助下沉的原理

净水厂沉井触变泥浆辅助下沉的原理分析摘要：玉环县陈陈岙里净水厂厂取水井属小小型沉井，下下沉方案采取取触变泥浆辅辅助消除刃脚脚阻力和外壁壁摩擦力，依依靠沉井自重重下沉。对沉沉放工艺、下下沉监测和垂垂直、水平纠纠偏技术作了了论述。关键键词：沉井验验算；下沉方方案；沉井施施工；泥浆置置换；触变压压浆1工程概况玉环环县陈岙里净净水厂位于浙浙江省玉环县县陈岙里村旁旁，其中取水水泵房、取水水井采用沉井井基础形式，根根据浙江省水水电勘测设计计院提供的地地质资料，沉沉井处土层为为第四条全新新统坡～洪积积层，以黄褐褐色粉质粘土土夹碎石为主主，土质致密密、坚硬，其其主要物理力力学指标，ＷＷ＝23.33%，r=19..8kＮ／ｍ３，ｅ＝0.770，ａｖ＝0.20ＭPａ－１，ｃ＝33..7kＰａ，ø＝23.90，地基载力力标准值ｆｋｋ＝180kＰａ，沉井井外壁与土的的单位摩阻力力ｆ＝40kＰａ。经测算算，必须采用用辅助下沉的的方法才能使使沉井正常下下沉，为此，设设计采用了触触变泥浆润滑滑套下沉沉井井的方法。现现以取水井为为例进行介绍绍：沉井采用用单孔矩形，其其尺寸为3..2ｍ×7.2ｍ，高度16ｍ的钢筋混混凝土防水沉沉井。对沉井井自重下沉进进行了验算，对对施工过程中中的关键因素素进行叙述。由由于触变泥浆浆辅助下沉易易使沉井产生生较大倾斜，因因此在施工过过程中进行了了跟踪观测，采采取了一系列列预防和纠偏偏措施。沉井井于2000年5月施工，2000年10月竣工，上上部结构也于于2001年3月竣工，投投入运行后至至今均无异常常。2沉井自重下下沉验算沉井井的结构计算算按有关规范范计算，此文文从略。由于于沉井外壁周周围与粘性土土层的侧壁摩摩阻力较大，沉沉井不易下沉沉，故在沉井井外壁设置泥泥浆套，以减减少其摩阻力力(图1)。工程利用沉沉井外壁刃脚脚台阶形成110ｃｍ触变泥泥浆套。计算算沉井自重下下沉系数ｋ的的公式如下：：式中：Ｑ—沉井井自重，Ｑ＝＝235×99.8＝2303kＮ；Ｂ—地下水浮托托力，取Ｂ＝＝０；T—沉井外壁与土土的总摩阻力力，Ｔ＝Ｌ（ｈｈ－2/5)＝20.8×（8.13－2.5)＝117.11kＮ；Ｒ—沉井刃脚反反力，Ｒ＝００(挖空)；Ｌ—沉井外壁周周长，Ｌ＝20.8ｍ；ｈ—沉井高度，ｈｈ＝8.13ｍ；ｆ—沉井外壁与与土单位面积积摩阻力，采采用触变泥浆浆辅助下沉，ｆｆ＝4.9ｋＮ／ｍ２。按浙江省省《建筑软弱弱地基基础设设计规范》ＤＤＢＪ1.110～1.20标准，K值宜取1.10～1.20，上述计算算结果符合规规范要求，即即采用泥浆护护壁后沉井可可以顺利下沉沉。3沉井施工3..1施工布置(11)根据现场情情况，设泥浆浆池1座其尺寸为4ｍ×６ｍ，拌和和棚一间面积积3ｍ×３ｍ，拌浆浆机1台，压浆泵泵2台，输浆管管道用ø75的胶管和钢钢管，压浆管管布设采用井井内外管法施施工，管材为为ø50钢管，施工工布置示意图图见图2。(2)为防止压压浆时泥浆直直接冲射土壁壁和减少压浆浆出口处的堵堵塞，在射口口处设角钢ＬＬ100×1100×8长度为20ｃｍ组成射射口围圈见图图3。为防止地地面土层坍塌塌而破坏泥浆浆套，设地表表围圈。地表表围圈采用钢钢板、角钢焊焊接，安装高高度顶口高出出地面50ｃｍ，围圈圈外侧用粘性性土回填分层层夯实见图44。3.2泥浆制备泥浆浆采用优质膨膨润土、石碱碱和水调制而而成，其配比比按重量比44∶1∶1∶15，土质变化化处稍微做了了调整。施工工中对以下泥泥浆指标进行行了严格的控控制。①比重：采用用比重计测定定，控制在11.10～1.3之间；②粘度：采用用粘度计装入入700ｃｍ３泥浆，测定500ｃｍ３流出的时间间不小于100ｓ；③胶体率：要要求达到100%；④ｐＨ值：采采用ｐＨ试纸纸测试，其值值控制在6～８之间。对对失水量及泥泥皮厚、静切切力、含沙量量按常规控制制。当泥浆池池内泥浆存放放过久，泥浆浆老化出现泥泥皮时，须洒洒水保养。3.3压浆压浆浆采用压浆泵泵，正常压注注压力为1000～800kＰａ，启动动时压力稍高高，压浆采用用一个孔一个个孔的压注，并并随沉井下沉沉不断补浆，使使泥浆面始终终保持在地面面以上0.3ｍ左右。压压浆时泥浆流流动半径约为为5ｍ左右，流流动坡度约为为5%～10%，在整个施施工过程中，未未出现泥浆漏漏失现象。3.4沉井下沉(11)沉放作业。第第一节沉井达达到100%的设计强度度后方可抽除除垫木使其下下沉，下沉方方法选用排水水下沉，先沿沿沉井刃脚一一定距离挖一一圈排水沟，设设3～４个集水水井，深度比比地下水深1～1.5ｍ，沟和井底底深度随沉井井挖土而不断断加深，井内内设水泵将水水抽出井外排排。挖土采用用人工挖土，对对称均匀地从从中间逐渐挖挖向四周，每每层厚0.4～0.5ｍ，在刃脚脚处留1.0ｍ台阶，然然后再沿沉井井壁每2ｍ一段向刃刃脚方向逐层层全面、对称称、均匀地削削薄土层，每每次削5～10ｃｍ，使沉沉井在自重作作用下均匀破破土下沉。根根据下沉时地地质情况，考考虑预留50～100ｍｍ沉降量量，以免沉井井下沉至设计计算高下。((2)泥浆清除置置换。沉井下下沉至离设计计标高50～100mm后，迅速用用混凝土进行行封底，随后后，先用清水水通过压浆管管将泥浆逐孔孔压出，然后后注入水泥砂砂浆将清水置置换出来，使使井壁与外壁壁土层紧密连连结，增加井井壁周边的摩摩阻力。(33)下沉监测测测量控制和观观测。沉井位位置标高控制制是在沉井外外部地面及井井壁顶部四面面设置纵横十十字中心控制制线、水准基基点。沉井垂垂直度的控制制，是在井筒筒内按4等分标号垂垂直轴线，各各吊线锤1个对准下部部标板来控制制。沉井下沉沉时，随时观观测沉降量和和垂直度，以以便即时纠正正，每班至少少测量两次，并并做好记录。3.5纠偏由于土质不均，挖土不均衡，沉井在下沉过程中曾出现偏斜，并采用两种纠偏方法。3.5.1沉井取土纠偏首先，在沉井制作时，沉井四角预埋铁件，系上缆风绳、将缆风绳固定在锚墩上；在以后的挖土过程中沉井发生倾斜时，可借缆风绳调整其位置。对沉井入土深度较浅时(≤2ｍ)，纠正偏斜可采用合理取土的方法，在刃脚高的一侧底部取土，在刃脚低的一侧，底部垫枕木，随着取土量的增大，并由缆风绳的稳定作用，其沉井倾斜从而得到纠正。3.5.2沉井顶施加水平力纠偏沉井下沉出现偏斜在采用第一种方法不能奏效的情况下，采用了在沉井顶部施加水平力的方法。(1)在刃脚低的一侧沉井顶部固定I２０水平槽钢；(2)再在该侧加斜撑I20槽钢；(3)斜撑槽钢固定于基坑内枕木上；(4)沉井内取土。由于沉井内取土土后其底部支支撑力减少，在在沉井自重力力的作用下及及斜撑槽钢的的支撑力，形形成水平推力力，从而使沉沉井向刃脚高高一侧偏移，在在沉井顶部揽揽风绳的